材料作为补强材料,被广泛应用在高速公路、桥梁及建筑物抗震补强中。碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十几倍,而弹性模量与钢材相当,某些种类(如高弹性) 碳纤维的弹性模量甚至在钢材的2 倍以上,且施工性能与耐久性良好,是一种很好的加固修复材料;碳纤维复合材料加固修复混凝土结构技术,是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程,利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面,形成复合材料体CFRP,通过其与结构或构件的协同工作,达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。
混凝土加固通常采用增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、外粘钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法等方法。粘贴纤维复合材法具有强度高(抗拉强度高于普通钢材十倍以上)、比重轻、耐久耐腐性好、施工便捷、技术成熟等优点。
水工隧洞受水流的冲刷、磨损、气蚀等,随运行时间的增长,会出现裂缝、渗漏、老化等问题,严重影响结构的安全性和耐久性。传统的喷混凝土或挂网浇筑混凝土等水工隧洞加固技术,相当于对隧洞进行二次衬砌,施工难度大、周期长,经济效益差,且改变了隧洞的过流断面,投入使用一段时间后,又要面临新的加固问题,周而复始形成恶性循环。
碳纤维材料加固中优点主要如下:
(1)可以任意裁剪,加固各种形状(圆形或复杂曲面)的结构。
(2)加固补强时不需要使用大型加固机具,工程效率高,施工速度快。
(3)耐腐蚀、抗渗、抗冲刷。
(4)碳纤维布糙率(0.007),低于混凝土表面糙率(0.014),提高管道的过流能力。
(6)加固后不改变原有断面的大小和形状。
(7)加固效果好,不需要进行后期维修,较为经济。